GMC16A钢轨打磨列车打磨头三相异步电动机

周国芳

摘 要：铁路行业的快速发展，为国民经济发展水平的不断提升带来了重要保障作用。本文提出了GMC16A钢轨打磨列车打磨头YTM112L-2型三相异步电动机的设计方案，该电机采用三轴承结构设计，确保其耐高冲击的特点，电机性能优良，技术经济指标好。

关键词：钢轨打磨列车;YTM112L-2型电动机;打磨列车磨头

目前我国高铁运营里程和运行速度大幅度增加，这也对高铁线路养护提出了更高要求。

钢轨养护基本存在换轨和打磨两种模式，其中打磨养护模式费用低，并能延长导轨养护后的使用时间，因此在世界大部分国家普遍采用。现在国际上公认钢轨打磨对保证线路质量、提高安全系数、降低运营成本起关键作用。高铁线路在开通前进行钢轨预打磨，开通后进行钢轨预防性打磨及保养性打磨是保证高铁运行的重要手段。

美国、瑞士等国家的钢轨打磨技术处于世界领先水平，瑞士Speo公司、美国Loram公司、美国HTT公司，相继推出了自己的钢轨打磨列车，我国在钢轨打磨列车方面主要以在引入、消化吸收的基础上，逐步实现钢轨打磨列车的合作化和国产化。

GMC16A钢轨打磨列车可以修正轨道波浪状磨损、轨道擦伤，纠正内外轨倾斜变形和休整轮轨接触面等各种由于列车在钢轨上行驶而产生的钢轨缺陷，进行钢轨的预防性维修，

通过钢轨打磨技术可以实现：

1）消除钢轨的表面损伤（如波磨、剥离、压溃）进而降低轨道的不平顺度，减少了轮轨间的振动，降低轨道不稳定性，延长钢轨的使用寿命。

2）消除钢轨表面细小裂纹以及RCF，防止其进一步产生剥离。

3）消除铺设钢轨在加工和运输中产生脱碳层、缺陷、锈皮、划伤和伤损。

4）使钢轨获得最佳廓形，达到共形接触，改善粘着，减小滚动阻力，减小能耗。

5）降低了车辆与轨道的噪声和振动，改善旅客的舒适度。

1 设计要求及设计原则

1.1 设计要求

根据用户技术规格书要求，YTM112L-2型三相异步电动机用于GMC16A钢轨打磨列车。

1.2 设计原则

（1）工作环境高温度、高湿度、溅水等，设计采用更高要求的防护等级IP65;

（2）440V/60HZ

异电压变频电机，要求绝缘提高到H级，漆包线和绝缘材料、绝缘漆等选用H级;

（3）结构强度大，电动机运行时轴向窜动小，轴承选用推力轴承组合，润滑油脂特殊要求耐高温;

（4）电动机轴向正压力不低于2000N，切向力不低于500N，轴颈较大且调质处理;

（5）电动机高速运行，对转子平衡要求高;

（6）运行时冲击力较大，电机过载能力强，最大转矩倍数大于3。

2 电磁优化设计

针对国内电机运行时效偏低，定子温升高导致线圈易烧损特点，本电机优化了定转子槽配合和绕组结构型式，本电机既能满足在变频电源下带载启动又能满足正弦波电源下空载启动。

（1）定子转子槽型选用：为了改善其启动性能，抑制启动电流，采用凸形底槽，以容纳更多的漆包线和铸铝，进而有效的控制定转子的损耗;

（2）槽配合选取：为避免正弦电源出现同步附加转矩，定子轉子槽数选取48/36;

（3）定子采用双层散嵌绕组，转子采用铸铝鼠笼式结构，气隙为0.7mm;

（4）电动机温升问题：设计时降低定子、转子铜耗，增强通风，便于将热量从机座散出去。

3 结构设计特点

目前国外钢轨打磨列车电动机的整机密封效果不好，会导致轴承固死，本电机优化了前后轴承密封结构，传动端轴承采用轴向迷宫密封结构，非传动端采用全密封结构。

定子采用外压装结构，嵌线定子热套压入机座内，三相电缆穿过密封圈后进入定子接线盒内。转子由铸铝转子和转轴组成，铸铝转子与转轴采用热套工艺装配，铸铝转子由转子冲片和铝端环组成，转轴采用优质合金钢调质处理。

电机机座加工工艺主要考虑要如何保证同轴度等形位公差以及机座止口、内腔的变形控制。

4 结语

钢轨打磨技术正在向更高更快方向发展，对于技术的要求和设备的要求越来越高。钢轨打磨研发机构及经营企业应运用现有的成果和经验，对钢轨打磨技术不断改进，以不断满足铁路运输的要求。YTM112L-2钢轨打磨列车电动机采用创新设计，各项电气指标均优于其他打磨列车，实验结果满足设计要求，符合用户需要。

参考文献：

[1]金学松，杜松，等.钢轨打磨技术研究进展[J].西南交通大学学报，2010（01）.

[2]汤蕴缪，罗应立.电机学[M].北京：机械工业出版社，2016.

[3]雷晓艳.钢轨打磨原理及应用[J].铁道工程学报，2000（01）.